El lagarto albino, primer reptil modificado genéticamente

Varias investigaciones habían intentado modificar genéticamente a los lagartos para poder entender posteriormente la herencia biológica de los mismos. Sin embargo, los científicos no lo conseguían debido a que las técnicas actuales para dicha transformación no servían para estos animales.

La metodología que se suele emplear para la modificación de genes se basa en inyectar reactivos de edición genética CRISPR-Cas9 en los óvulos recién fertilizados. Pero esta técnica no se podía utilizar en reptiles porque los lagartos tienen una fertilización interna, lo que impide conocer el momento en el que se produce y hace imposible manipularlo desde fuera. (Lea: Ya sabemos editar humanos, ¿y ahora qué?)

Un nuevo trabajo, publicado en la revista Cell Reports, lo ha conseguido mediante un proceso diferente y han descubierto que los lagartos anolis (Anolis carolinensis) pueden trasferir a sus descendientes los alelos de albinismo editados genéticamente.

Los investigadores, liderados por la Universidad de Georgia (EE UU), centraron sus estudios en este lagarto para investigar su regulación genética, ya que estos animales han experimentado varios episodios de especiación en las islas del Caribe –aparición de diferencias entre dos especies próximas, que provoca su separación definitiva y evoluciona en especies distintas–, muy parecidos a los pinzones de Darwin de las Galápagos.

“Con la modificación de genes podemos identificar qué diferencias hay en sus secuencias de ADN para conocer qué cambios contribuyen a la aparición de nuevas especies”, indica el autor del trabajo. Esto ayudaría a entender cómo los cambios en las secuencias de los seres humanos pueden dar lugar a defectos en nuevos nacimientos.

La barrera de la fertilización interna

Los científicos notaron que la membrana transparente que hay sobre el ovario les permitía ver todos los óvulos en desarrollo, incluyendo los que iban a ser ovulados y fertilizados a continuación.

Así, los expertos decidieron inyectar los reactivos CRISPR en los óvulos no fertilizados que estaban en los ovarios y ver si el editor funcionaba. “Cuando comenzamos nuestro trabajo no estábamos seguros de si los ovocitos sobrevivirían al procedimiento de edición genética”, explica a Sinc Doug Menke, profesor asociado de la Universidad de Georgia y autor principal del estudio.

Puesto que estaban operando en óvulos no fertilizados, pensaron que solo podrían realizar la edición de genes en los alelos heredados de la madre, ya que el ADN paterno no está en estos ovocitos no fertilizados. (Lea: Científicos usan Crispr para modificar genéticamente vacas )

“Tuvimos que esperar tres meses para que los lagartos nacieran, pero cuando terminó el procedimiento cerca de la mitad de los lagartos mutantes que generamos habían experimentado una edición genética sobre el alelo materno y el alelo paterno”, confirma Menke. Esto sugiere que los componentes de CRISPR permanecen activos durante varios días dentro de los óvulos no fertilizados.

Después del examinar a los descendientes, los investigadores encontraron que entre el 6 % y el 9 % de los ovocitos producían descendencia con edición genética. “Puede parecer una cifra baja pero nadie ha sido capaz de hacer este tipo de manipulaciones en ningún reptil antes”, dice Menke.

Como este tipo de lagarto pone solamente un huevo a la semana, los investigadores observaron que la edición genética era más exitosa cuando realizaban el procedimiento en ovocitos grandes, que estaban más cerca de ser fertilizados.

¿Por qué crear lagartos albinos?

Doug Menke explica que su equipo tenía dos razones para modificar a los lagartos hacia el albinismo, en vez de modificar otros rasgos. Primero, porque cuando el gen de este trastorno es eliminado produce una pérdida de pigmentación sin ser letal para el animal. Además, porque los lagartos podrían servir como modelo para estudiar cómo la pérdida de este gen impacta en el desarrollo de la retina, provocando problemas de visión en humanos.

“Los humanos y otros primates tienen una característica en el ojo llamada fóvea, que es un área en la retina crítica para la agudeza visual. La fóvea está presente también en los lagartos anolis, ya que dependen de su visión para alimentarse de insectos”, dice Menke.

La mayor parte de los animales que suelen utilizarse para estudios genéticos (ratones, por ejemplo) no tienen fóvea en los ojos, por lo que no sirven como modelos para entender los defectos en la visión humana.  

No obstante, los expertos no saben si podrán estudiar cómo funcionan los genes en un grupo más grande de animales. “Cada especie indudablemente tiene cosas que decirnos. Hace falta tomarnos el tiempo necesario para desarrollar más los métodos de edición de genes”, explica Menke

Varias investigaciones habían intentado modificar genéticamente a los lagartos para poder entender posteriormente la herencia biológica de los mismos. Sin embargo, los científicos no lo conseguían debido a que las técnicas actuales para dicha transformación no servían para estos animales.

La metodología que se suele emplear para la modificación de genes se basa en inyectar reactivos de edición genética CRISPR-Cas9 en los óvulos recién fertilizados. Pero esta técnica no se podía utilizar en reptiles porque los lagartos tienen una fertilización interna, lo que impide conocer el momento en el que se produce y hace imposible manipularlo desde fuera. (Lea: Ya sabemos editar humanos, ¿y ahora qué?)

Un nuevo trabajo, publicado en la revista Cell Reports, lo ha conseguido mediante un proceso diferente y han descubierto que los lagartos anolis (Anolis carolinensis) pueden trasferir a sus descendientes los alelos de albinismo editados genéticamente.

Los investigadores, liderados por la Universidad de Georgia (EE UU), centraron sus estudios en este lagarto para investigar su regulación genética, ya que estos animales han experimentado varios episodios de especiación en las islas del Caribe –aparición de diferencias entre dos especies próximas, que provoca su separación definitiva y evoluciona en especies distintas–, muy parecidos a los pinzones de Darwin de las Galápagos.

“Con la modificación de genes podemos identificar qué diferencias hay en sus secuencias de ADN para conocer qué cambios contribuyen a la aparición de nuevas especies”, indica el autor del trabajo. Esto ayudaría a entender cómo los cambios en las secuencias de los seres humanos pueden dar lugar a defectos en nuevos nacimientos.

La barrera de la fertilización interna

Los científicos notaron que la membrana transparente que hay sobre el ovario les permitía ver todos los óvulos en desarrollo, incluyendo los que iban a ser ovulados y fertilizados a continuación.

Así, los expertos decidieron inyectar los reactivos CRISPR en los óvulos no fertilizados que estaban en los ovarios y ver si el editor funcionaba. “Cuando comenzamos nuestro trabajo no estábamos seguros de si los ovocitos sobrevivirían al procedimiento de edición genética”, explica a Sinc Doug Menke, profesor asociado de la Universidad de Georgia y autor principal del estudio.

Puesto que estaban operando en óvulos no fertilizados, pensaron que solo podrían realizar la edición de genes en los alelos heredados de la madre, ya que el ADN paterno no está en estos ovocitos no fertilizados. (Lea: Científicos usan Crispr para modificar genéticamente vacas )

“Tuvimos que esperar tres meses para que los lagartos nacieran, pero cuando terminó el procedimiento cerca de la mitad de los lagartos mutantes que generamos habían experimentado una edición genética sobre el alelo materno y el alelo paterno”, confirma Menke. Esto sugiere que los componentes de CRISPR permanecen activos durante varios días dentro de los óvulos no fertilizados.

Después del examinar a los descendientes, los investigadores encontraron que entre el 6 % y el 9 % de los ovocitos producían descendencia con edición genética. “Puede parecer una cifra baja pero nadie ha sido capaz de hacer este tipo de manipulaciones en ningún reptil antes”, dice Menke.

Como este tipo de lagarto pone solamente un huevo a la semana, los investigadores observaron que la edición genética era más exitosa cuando realizaban el procedimiento en ovocitos grandes, que estaban más cerca de ser fertilizados.

¿Por qué crear lagartos albinos?

Doug Menke explica que su equipo tenía dos razones para modificar a los lagartos hacia el albinismo, en vez de modificar otros rasgos. Primero, porque cuando el gen de este trastorno es eliminado produce una pérdida de pigmentación sin ser letal para el animal. Además, porque los lagartos podrían servir como modelo para estudiar cómo la pérdida de este gen impacta en el desarrollo de la retina, provocando problemas de visión en humanos.

“Los humanos y otros primates tienen una característica en el ojo llamada fóvea, que es un área en la retina crítica para la agudeza visual. La fóvea está presente también en los lagartos anolis, ya que dependen de su visión para alimentarse de insectos”, dice Menke.

La mayor parte de los animales que suelen utilizarse para estudios genéticos (ratones, por ejemplo) no tienen fóvea en los ojos, por lo que no sirven como modelos para entender los defectos en la visión humana.  

No obstante, los expertos no saben si podrán estudiar cómo funcionan los genes en un grupo más grande de animales. “Cada especie indudablemente tiene cosas que decirnos. Hace falta tomarnos el tiempo necesario para desarrollar más los métodos de edición de genes”, explica Menke